מוצא המטזואה- האם תורת האבולוציה מצליחה להסביר את מוצא היצורים הרב תאיים?

ביולוגים אבולוציוניים מאמינים שהמטזואה התפתחו במהלך האבולוציה האורגנית מן הפרוטוזואה. למעשה, נשארים מיני פרוטוזואה אחדים צמודים זה לזה כיצור אחד במקום שיתפזרו כתאים בודדים. ההנחה היא שתוך התהוות מושבת תאים כזאת, נבנתה בהדרגה יחידת חיים אחת או יצור אחד.

המושבה יכולה הייתה אז להפוך ליצור שיתופי המורכב מתאים רבים. מתוך מושבת תאים חסרי התמיינות, פחות או יותר, יכול להתפתח יצור אמתי בעל תאים שעברו התמיינות, ואשר חדל מאותו רגע מלהיות מושבת תאים חסרי התמיינות. טיעונים מהסוג שהוזכרו לעיל קוסמים לפתרון בעיית האבולוציה של מטזואה מפרוטוזואה. הם פשוטים ולכן גם מושכים. אך הצעות אחרות קיימות גם כן. נבחן אותן בקצרה בקטעים הבאים. נראה כי קיימים שלושה פתרונות מסוג זה שניתן ליישמם לסוגיית מוצא המטזואה:

1. המטזואה התהוו מתאי סינסיציום יחיד תוך יצירת מושבה כמתואר לעיל.
2. המטזואה התהוו מתאי סינסיציום בודדים- כלומר מתאים שהפרוטופלסמה שלהם מדגימה דרגות התמיינות שונות וגרעינים אחדים. ברם בסינסיציום אין דפנות בין הגרעינים, התיאוריה אומרת שבאורח פתאומי או בהדרגה התפתחו דפנות בין הגרעינים השונים אשר אז בנו יצור רב תאי מתא הסינסיציום.
3. המטזואה (יצורים רב- תאיים) התהוו מן המטפיטה כלומר מתאים צמחיים רב תאיים.

 

השערה ראשונה: מוצא המטזואה ממושבות תאים שלא עברו התמיינות

קיימות אפשרויות אחדות לשינוי צורה של יצורים חד תאיים ליצורים רב תאיים. כל ביולוג יודע שניתן להבחין היום בטרנספורמציה של תא בודד למושבת תאים בודדים. תאי גוניום סוציאלה (gonium sociale) מורכבים מ16 תאי כלמוסית (chlamidomonas) המחוברים כמושבה רובדית. פליאודורינה אילינואנסיס (pleodorina illinoiensis) ופליאודורינקה קליפורניקה (californica pleodorina) הם דוגמא לתאים שעברו התמיינות, והתמחות לתפקידים שונים ב"מושבה". חלק מתאי המושבה אבדו אפילו את יכולתם יכולתם להתרבות לחוד. כושרם זה אבד להם עקב התמיינותם.

מכאן שהגבול בין מושבת תאים המחוברים בפשטות וללא התמיינות, ליצור אחר שתאיו ויתרו על היחודיות והחופש שלהם לטובת הכלל תוך תהליך של התמיינות, מצוי כאן. היצור כדורון (volvox) מדגים תאים סומטיים (גוף) וכן תאים גנטיים (גמטות). כלומר, ישנה התמיינות מתקדמת לקראת מטזואה אמתיים, כך שלא בנקל ניתן לכנות יצורים אלה כמושבה של פרוטוזואה.

הפלוזואון (haplozoon), יצור דינופלגלטי מושבתי (פרוטוזואה), מדגים התמיינות נוספת כהתרחקות ממושבה לכוון טיפוס המטזואה. רק לאחר תגליתו של צ'טון, שהפלוזואון מפתח ארבעה תאים אשר משתחררים ומתפקדים כארבע ספורות בעלות מבנה דינופלגלטי, הוסק שההפלוזואון אינו שייך למטזואה אלא שהוא דו שוטוני. תוצאת מסקנה כזו הינה מרחיקת לכת. ג'.אי.קרקוט מסיק במהלך דיון על מיון ההפלוזואון: "אם הפלוזואון מוגדר כנציג הפרוטוזואה (dinofllagelata) פשוט משום שהוא מפתח נבגים המדגימים מבנה של דינופלגלטה אזי מאותם נימוקים עצמם על האדם למנות עצמו בין הפרוטוזואה, מאחר והוא מפתח זרע חד תאי בעל מבנה שוטוני"!

לסיכום, נוכל להסיק כי אפשר שהמטזואה אכן התפתחו מן הפרוטוזואה דרך צורת הפרוטוזואה המושבתיים. ברם אין לצפות ליותר מידי מסווגים "ואילנות" אבולוציה כאלה, מאחר ולא תמיד ברורה שייכותו של יצור רב תאי כלשהו לצורת פרוטוזואה מושבתי או למטזואה. אם גמטות משמשות קנה מידה לשיפוט כבמקרה ההפלוזואון- אזי ניתן בקלות להיקלע למבוי סתום בניסיון למיין, משום כפי שכבר ראינו, על פי אותה אמת מידה יש גם למיין בני אדם, יונקים עילאיים ורגילים, דו חיים, זוחלים וכן הלאה, כפרוטוזואה מושבתיים משום שהם מפתחים תאי זרע שוטוניים.

הפתרון לבעיה זו של מיון אבולוציוני מונח בהפחתת הדגש על מערכה ומשפחה, והדגשת יתר של דרגות הארגון בלבד. מאחר ויצור מסוים במערכה מסוימת, מסוגל להדגים דרגות ארגון אחדות מבלי שיחול בו אגב כך שינוי בטבעו או זהותו הגנטית. תוצא סביבתי זה אחראי פעמים רבות לדרגת הארגון ביצור כלשהו. המערכה והתורשה נותרים ללא שינוי. באופן דומה מכילה הזיגוטה האנושית את מכלול המידע והתכונות התורשתיות של בוגר מפותח במלואו. אולם מנקודת השקפה מורפולוגית, שייכת הביצית המופרית למשך זמן מה לפרוטוזואה. דרגת הארגון המורפולוגית בלבד של הביצית, כולל של ביצית האדם יכולה להוביל למסקנה שהזיגוטה האנושית אינה אלא פרוזוטאון.

ברם, דרגת הארגון של יצור יכולה להשתנות עם הזמן והסביבה. התורשה נשארת תמיד אותה תורשה, בין "שהאדם" מתקיים כביצית מופרית בלבד או בין שהוא אדם מבוגר. מנקודת השקפה גנטית, יכול אותו אדם להיות פרוטוזואי או מטזואי, על פי דרגת הארגון התאי שלו. מכאן שדרגת הארגון העכשווית של יצור כלשהו משקפת שלושה דברים: התורשה, תגובת התורשה לסביבה וזמן. האם תקבע עתה מיקומה של מערכה באילן האבולוציוני על בסיס גנטי בלבד, בעוד שדרגת הארגון מוגדרת הן על ידי תורשה והן באמצעות תגובות גומלין של גנים עם הסביבה והזמן?

עלינו לשאול את עצמנו האם הגנים בלבד חשובים במיון, או שמא חשוב שקלול תגובות הגומלין בין הגנים לסביבה. מיון על בסיס מורפולוגי בלבד, לחלוטין אינו מספק משום שסביבה וזמן מסוגלים לשנות מורפולוגיה זו באופן קיצוני. הביולוגיה הדרווינית הישנה עסקה יותר במורפולוגיה וזיקתה האבולוציונית, מאשר בדרגת הארגון והתורשה. השקפת הביולוגיה הדרווינית הישנה נוטה להיות סטטית. ההשקפה השנייה, התורשה יחד עם הסביבה היא דינמית. קשיים רבים הקשורים לנקודת המוצא של האילן האבולוציוני, נובעים מההשקפה הסטטית על יצורים חיים בהתבסס על מורפולוגיה בלבד.

יש להבין שניתן להגדיר אדם כפרוטוזואי על פי נקודת השקפה אחת, ומטזואי על פי נקודת ההשקפה האחרת, תלוי בנקודת ההסתכלות ברגע המסוים בתולדות האדם. כזיגוטה הוא פרוטוזאי וכיצור סומטי הוא מטזואי.

 

השערה שניה: מוצא המטזואה מפרוטוזואה סינסיציאלי

בהשערה זו נטען שהמטזואה התהוו מפרוטוזואה שהכילו מספר גרעינים בתא בודד, היינו, מסינסיציום. סינסיציום הוא תא בעל מספר גרעינים שאינם מופרדים זה מזה באמצעות קרומיות. אם במצב כזה ביצור פרוטוזואי כלשהו בעל מספר גרעינים, נוצרת ממברנה הגורמת להפרדת הגרעינים האחד מן השני, יווצר יצור רב תאי מתוך סינסיציום.

הקו המפריד בין סינסיציום לביו יצור פרוטוזואי מושבתי הוא לעיתים קרובות בלתי מוגדר. זאת, לאור קיומם של שלבים רבים בין מושבה שבה כל תא מופרד ממשנהו באמצעות קרומית, לבין סינסיציום שבו חלקים שונים של בעל החיים צמודים זה לזה באמצעות שלוחות פרוטופלסמטיות החודרות דרך הקרומיות. לעיתים קרובות קיימים קשרים פרוטופלסמיים בין "תאי מושבה" (כמו למשל ביצורים כדורון, פאופליקריקוס וכו'), המקשרים ישירות בין התאים שאלמלא כן היו נפרדים. ניתן לשאול האם יצור מסוג זה שייך למטזואה או שהוא למעשה סינסיציום.

אם ישאף מאן-דהוא להתעקש בטעונים מסוג זה, יוכל על פי אותו קו לגלוש לעבר החוליתנים עילאיים. הוא יוכל להמשיך באותו הגיון לשאול את עצמו האם סיבי העצב הפרוטופלסמטיים המחברים יחד תאים בחיות עילאיות הם בעלי טבע סינסיציאלי או לא. כמובן, ממברנות סינפטיות מפרידות בין גרעיני תאים שונים האחד מהשני. מאידך, יודעים אנו היום על קיומם של "חורים" גדולים ברבות מן הקרומיות, שדרכן עוברות מולקולות חלבון בקלות. על הסוגיה האם בשל כך יחשב היצור כולו כמטזואי או כסינסיציום, מתנהל מאבק חריף בין תאורתיקנים. מומחים אלה יצטרכו להתחשב באנטומיה המדויקת של סיבי הפרוטופלסמה המחברים לפני שיוכלו ליישב את המחלוקת.

דעתו של הפרופסור לזואולוגיה,  סיר גבין דה-ביר, היא שאין להניח שמוצאם של המטזואה הוא מתוך הפרוטוזואה, דרך צבירים או מושבות של פרוטוזואה. אולם לדעתו, הספוגיים כן התפתחו באופן זה. מכיוון שהספוגיים מדגימים חוסר ארגון המתחייב מהשקפה כזאת. ברם, בעליי חיים אחרים מדגימים שיתוף פעולה בין תאי הרבה יותר מודגש מזה של הספוגיים, ושיתוף פעולה זה, על פי השקפתו של דה- ביר, מתפתח רק תוך יצירת ציר מרכזי והתאגדות צביר התאים לגוף אחד. התאגדות זו, מאמין דה ביר, יכולה הייתה להתפתח רק לאחר שגרעיני התאים התאגדו קודם לכן לסינסיציום.

משום כך הוא מלמד את ההשקפה, שההתאגדות האינטנסיבית של מטזואה יכלה להתפתח אך ורק תוך פתיחת דפנות תאים בין תאים שכבר היו לסינסיציום, מבלי שיחול פילוג בהתאגדות אשר כבר קיימת שם. מתקבל הרושם שפרשנות כזאת גובלת בטיעוני שווא. ברור שיצורים רב תאיים התהוו במהלך האונטוגנזה וההתפתחות העוברית דרך יצורים חד תאיים או הזיגוטות. התשובה לשאלה האם אותו תהליך חל בפילוגנזה או לא, מותנה בנוכחותו או בהיעדרו של המידע התורשתי והסביבתי של התכונה. כל אדם בהיותו בשלב פרוטוזואי, כביצית מופרית, יכול להתפתח לאדם רב תאי רק הודות למידע התורשתי הגלום בתוכו, והמסוגל להגיב עם סביבתו כך שיתהווה יצור רב תאי.

מנגנון תהליך זה במקרה של אדם, צמח או בעל חיים, מונח פחות ביצירת סינסיציום תוך התהוות דפנות תא לאחר מכן, מאשר בהתאגדות לצביר תאים רבים לאחר התחלקות הגרעינים שלהם באונטוגנזה. ההשערות הרבות של דה-ביר ואחרים, אינן חיוניות לצורך התקדמות אמתית בהבנת מוצא המינים. מאחר ומידע תורשתי בשילוב הסביבה המתאימה מספיקה לבניית יצור אנוש מבוגר מתוך ביצית מופרית. מדוע לא יהא אותו תהליך אונטוגני מיושם להתהוות המטזואה בתהליך הפילוגנטי? תהליך התפתחותו של עובר (אונטוגנזה) אינו עניין למנגנונים אקראיים. אלא שהוא שילוב בין מידע תורשתי מאוכסן לבין סביבה מתאימה. מדוע התפתחותם של מינים בעבר (פילוגנזה) תפעל על פי עקרונות שונים, מנוגדים, היינו אקראיות סביבתית במקום העקרון של מידע בשילוב סביבה?

השאלה האמתית הראויה לדיון היא הבאה: מהיכן קיבלו הפרוטוזואה את המידע להתהוות יצור רבי תאי, בהנחיה שהסביבה הייתה מתאימה לשילוב עם מידע זה? ישנו אילוץ המחייב אותנו היום להניח קיומו של לוגוס שיספק את המידע התורשתי המסוגל להשתלב בסביבה ליצירת מינים שונים. יהא זה חסר משמעות לחלוטין לטעון שהמטזואה התהוו מפרוטוזואה דרך סינסיציום ולא דרך צביר תאים מושבתי. השאלה האחת והיחידה היא: מהיכן בא המידע המאוכסן בגנים, והמאפשר התפתחות זו או אחרת? התשובה הניאודרווינית היא, שמידע זה הופיע באיטיות בהדרגה, מחוסר מידע. על זה אמרו מהנדסי המידע ומומחים בתחום תותר המידע בפשטות "הבלים".

 

השערה שלישית: המטזואה מהמטפיטה

השערה זו טוענת שחיות רב תאיות התפתחו מתוך צמחים רב תאיים. במקום אחר הוצע שהפרוטוזואה (יצורים חד תאיים) נוצרו מתוך מטפיטה (צמחים רב תאיים) או מתוך מטזואה (יצורים רב תאיים). לדעתו של בייקר, התפתחו המטזואה מתוך צמחים חד תאיים.

הנימוק של בייקר להשערתו פשוט: צמח חד תאי מוזן בספיגה דרך כל שטח הפנים של דופן התא. לגבי הפרוטוזואה אין הדבר כך. לעיתים תכופות מתפקדים אזורים מסוימים על שטח פני התא כ'פיות'. אם חד תאיים צמחיים אחדים נשארים יחד, הזנתם כקבוצת תאים תהיה פשוטה יותר מאשר של תאים צמחיים בעלי התמיינות הצמודים יחד. אם תאי יצורים חיים דבקים אחד לשני, מה יהא על אברי ההזנה ואיברים מיוחדים אחרים, הם לא יתאימו לצביר תאים מושבתי מאחר ובמושבה תאים בודדים לא נחשבים כמתפקדים כפרטים. לו כל תא של צביר רב תאי היה בעל "פה" או בעל "יציאה" היו מתעוררות בעיות ארגון מהותיות בכל יצור רב תאי שנוצר מתוך תאים בודדים ממיונים כאלה.

מסיבות אלה טען הרדי, שהמטזואה ככלל, לא נוצרו מתוך הפרוטוזואה אלא במקום זאת מטפיטה פשוטים. קיימות כמובן סיבות לדחות השערה כזאת, כמו למשל: לצמחים דופן תא הבנוי מתאית אשר היה מונע יצירת פסוידופודיה, המשמשים ללכידת מזון ותנועה. בנוסף לכך מיצרים צמחים את מזונם מתוך פחמן דו חמצני ואנרגיית השמש, וכפי שכבר צוין פירוש הדבר שהמטפיטה לא יכולים להיות ירודים כלל וכלל. יתרה מכך: מדוע הייתה צריכה להיווצר "תעלת המעי" בקרב המטזואה אם למטפיטה אשר מתוכם הם נוצרו לא היה כל צורך במנגנון כזה?

נראה כי דיו רב נשפך בויכוחי סרק על מוצא המטזואה והמטפיטה. שכן, סוגיית המסלול האבולוציוני המוליך מהפרוטוזואה ועד למטזואה, אינה ניתנת להוכחה ניסויית. מאובני אבות קדמונים של מטזואה ופרוטוזואה פרימיטיביים לא ימצאו כנראה לעולם, מכיוון שההנחה היא שהיו רכים. אם אותם אבות קדמונים לכאורה היו רכים, קשה להניח שישמרו. על כן מטבע הדברים ניתן רק להניח הנחות.

לסיכום: שיקלו בדעתכם את הטיעון המוצע הבא: אם צורות החיים השונות לא נתהוו מתא אב קדמון משותף כלומר, אם החיים על צורותיהם השונות נוצרו באופן אינדיבידואלי ונפרד, אז לא יהיה למשל מעבר הדרגתי מיונק מסוג הפרה או הארנבת ליונק מסוג הלוויתן. אכן אין לצפות לכל מעבר הדרגתי סדיר מפרוטוזואה למטזואה אם כל מין תוכנן ביצירתיות. כמו כן לא יהיה כל מעבר פשוט מחסרי חוליות (כמו למשל רכיכות,חרקים) לחוליתנים.

מתוך השיקולים שהובאו לעיל נובע שיחסים בין מערכתיים אבולוציוניים אלה הם אכן בעיתיים ביותר. יש להסיק לכן שהיסטורית לא נתהוו צורות חיים אלה האחת מרעותה, אלא שהן התהוו בנפרד- כפי שמוצא צורות החיים השונות מתואר בסיפור הבריאה בספר בראשית. מה שמכונה אילן האבולוציה של צורות החיים, כאשר האמבה המייצגת תא חיים ראשוני בתחתיתו והקופים והאדם בצמרתו, כאשר כל סוגי צורות החיים קרובים, בקשרים גנטיים רצופים, זוהי דוגמא טובה למשאלת לב, ותו לא.